Jak działa druk 3D?

Wyobraź sobie sterowany robotem pistolet do klejenia na gorąco, który używa plastiku zamiast kleju i masz podstawy drukarki 3D. Włókna tworzywa sztucznego są podawane do głowicy drukującej, która jest podgrzewana w celu stopienia materiału. Głowica drukująca porusza się bardzo precyzyjnie w trzech wymiarach i upuszcza linie plastiku na stół roboczy – stół, na którym drukuje. Drukarka robi to w kółko, budując warstwy plastiku, aż utworzy część 3D.

Wszystko zaczyna się od modeli 3D

Każdy obiekt drukowany na drukarce 3D zaczyna się od modelu 3D. Są one zwykle wykonywane w programie CAD przeznaczonym do pracy z rzeczywistymi modelami 3D, takimi jak TinkerCAD, Fusion360lub Sketchup. To trochę różni się od tego, jak modele 3D mogą być tworzone dla filmów lub gier, chociaż z pewnością można wydrukować bardzo szczegółowe dane z tradycyjnego oprogramowania do modelowania 3D.

Jedną z zalet drukarki 3D jest to, że może wydrukować prawie wszystko. Niektóre modele są tak złożone, że niemożliwe jest ich wykonanie przy użyciu tradycyjnych technik produkcji, takich jak formowanie lub frezowanie CNC, i właśnie tam drukarki 3D odgrywają oczywistą rolę. Jednak nie są one używane tylko do tworzenia fantazyjnych kształtów geometrycznych, ponieważ dla działu badawczo-rozwojowego dużej fabryki zwykle dużo taniej jest wydrukować pojedynczy model z tworzywa sztucznego, zamiast ustawiać całą fabrykę w celu wykonania rzeczywistej części. Nazywa się to prototypowaniem, czyli sporządzeniem wstępnej wersji roboczej, która pomoże przetestować ostateczną kopię bez marnowania cennego czasu i materiałów.

Cięcie modelu do druku

Ponieważ drukarka nie rozumie, jak pobrać złożoną siatkę 3D i przekształcić ją w wydrukowany model, model 3D musi zostać zdekodowany na informacje zrozumiałe dla drukarki. Ten proces nazywa się krojeniem, ponieważ obejmuje skanowanie każdej warstwy modelu i informuje drukarkę, w jaki sposób powinna przesunąć głowicę drukującą, aby utworzyć każdą warstwę po kolei. Odbywa się to za pomocą fragmentatora, programu, który obsługuje to wszystko za Ciebie, na przykład CraftWare lub Astroprint.

Slicer poradzi sobie z „wypełnieniem” modelu, tworząc strukturę kratownicową wewnątrz modelu bryłowego, aby nadać mu dodatkową stabilność. Jest to obszar, w którym drukarki 3D błyszczą – mogą drukować bardzo mocne materiały o naprawdę niskiej gęstości, strategicznie tworząc kieszenie powietrza wewnątrz modelu i czyniąc go znacznie lżejszym.

Kolejną rzeczą obsługiwaną przez krajalnicę są kolumny wsporcze. Ponieważ drukarka nie może kłaść plastiku na rozrzedzonym powietrzu, należy utworzyć kolumny wsporcze, aby umożliwić drukarce wypełnienie luki. Są one wyjmowane, ale są używane w procesie drukowania, aby zapewnić, że się nie zapadną.

Po zakończeniu krajalnicy prześle dane do drukarki 3D, aby rozpocząć proces drukowania.

Czekam długo

Gdy drukarka się uruchomi, zauważysz główny problem z drukowaniem 3D: jest przerażająco wolny. Podczas gdy drukarka 2D może wydrukować całą książkę w kilka minut, większość wydruków 3D zajmie kilka godzin, jeśli nie dni, aby zakończyć drukowanie. A jeśli pomieszałeś ustawienia, źle skonfigurowałeś krajalnicę lub po prostu wpadłeś na niego, możesz stracić cały wydruk.

W branży istnieją szybsze technologie powodujące rozpryski, takie jak Carbon M1, który wykorzystuje lasery wystrzelone w złoże płynu i wyciąga z niego wydruk, znacznie przyspieszając proces. Ale tego typu drukarki są wielokrotnie bardziej skomplikowane, znacznie droższe i do tej pory działają tylko z plastikiem.

Czy powinienem więc kupić drukarkę 3D?

Jeśli nie jesteś zainteresowany projektowaniem i drukowaniem części, z pewnością nie zamierzasz w najbliższym czasie wymieniać swojej nudnej drukarki 2D.

Drukarki, które większość konsumentów kupuje, zwykle drukuje z tworzywa sztucznego, chociaż istnieją egzotyczne (i drogie) drukarki używane w przemyśle, które mogą drukować prawie wszystko. Jest nawet drukarka 3D, która może drukować sztuczne mięso. Technologia rozwija się bardzo szybko i ma znaczące konsekwencje w wielu branżach. Z pewnością pewnego dnia będziesz mógł drukować wykwintne posiłki z drukarki jadalnej żywności, ale do tego czasu pozostaje to urządzenie hobbystyczne i przemysłowe.

Mimo to, ponieważ ceny cały czas spadają, może to być zabawne hobby – zwłaszcza jeśli budujesz cokolwiek, w którym używane są małe plastikowe modele.

Kredyty obrazkowe: Kaca Skokanova/ Shutterstock

x